Báo cáo thí nghiệm Công nghệ CNC Bùi Long Vịnh

BÁO CÁO THỰC HÀNH CNCNC

Mục lục

Chương 1. Tổng quan về máy công cụ CNC...................................................................2
1.1.

Lịch sử phát triển của máy CNC...........................................................................2

1.2.

Đặc trưng của máy công cụ CNC..........................................................................3

1.3.

Mô hình khái quát của một máy CNC..................................................................4

Chương 2. Quy trình đo dao trên máy tiện.....................................................................5
Chương 3. Quy trình đo dao trên máy phay...................................................................8

ĐẶNG XUÂN HẢI - 20131217- KTCĐT02- K58

1


BÁO CÁO THỰC HÀNH CNCNC

Chương 1. Tổng quan về máy công cụ CNC
CNC (Computer Numeric Controlled) – Thuật ngữ dùng để chỉ sự hoạt động của
máy công cụ (phay, tiện, cắt dây, đột dập, cắt khắc,...) dưới sự điều khiển số của máy
tính. Trong cuộc sống hiện đại như ngày nay, chúng ta không phải bất ngờ khi bắt gặp các

lại máy CNC như: máy tiện, máy phay, máy xung, máy cắt dây tia lửa điện, máy cắt laser,
máy cắt tia nước có hạt mài, máy đột dập và nhiều máy công cụ khác tại các nhà máy cơ
khí chính xác, các xưởng cơ khí, các trường kỹ thuật, viện nghiên cứu. Máy công cụ CNC
không phụ thuộc vào tay nghề của người điều khiển mà phụ thuộc vào nội dung, chương
trình được đưa vào máy. Người điều khiển chỉ chủ yếu theo dõi kiểm tra các chức năng
hoạt động của máy. Vì vậy chất lượng sản phẩm đạt độ chính xác cao, rất cao, năng suất
lao động tăng gấp nhiều lần.
1.1. Lịch sử phát triển của máy CNC
Máy điều khiển số cổ điển chủ yếu dựa trên công trình của một người có tên là John
Parsons.
Năm 1947, John Parsons nảy ra ý tưởng áp dụng điều khiển tự động vào quá trình chế
tạo cánh quạt máy bay trực thăng ở Mỹ. Trước đó, việc gia công và kiểm tra biến dạng
của cánh quạt phải dùng các mẫu chép hình, do đó rất lâu và không kinh tế. ý định dùng
bìa xuyên lỗ để doa các lỗ bằng cách cho tín hiệu để điều khiển hai bàn dao, đã giúp
Parsons phát triển hệ thống Digital của ông.
Với kết quả này, năm 1949 ông đã ký hợp đồng với USAF (US Air Force) nhằm chế
tạo một loại máy cắt theo biến dạng tự động. Parsons yêu cầu trợ giúp để sử dụng phòng
thí nghiệm điều khiển tự động của Viện Công Nghệ Massachusetts (M.I.T.) nơi được
chính phủ Mỹ tài trợ để chế tạo một loại máy phay 3 tạo độ điều khiển bằng chương trình
số.
Sau 5 năm nghiên cứu, J. Parsons đã hoàn chỉnh hệ thống điều khiển máy phay và lần
đầu tiên trong năm 1954, M.I.T. đã sử dụng trên gọi “ máy NC”.
Trong những năm 60, thời gian đã chin mùi cho việc phát triển và ứng dụng các máy
NC. Rất nhiều thành viên của ngành công nghiệp hành không Mỹ đã nhanh chóng ứng
dụng, phát triển và đã sản sinh ra thế hệ máy mới (CNC) cho phép phay các biên dạng
phức tạp, tạo hình với hai, ba hoặc bốn và năm trục (3 tịnh tiến + 2 quay).

ĐẶNG XUÂN HẢI - 20131217- KTCĐT02- K58

2

BÁO CÁO THỰC HÀNH CNCNC

Các nước Châu Âu và Nhật Bản phát triển có chậm hơn một vài năm, nhưng cũng có
đặc điểm riêng, chẳn những về mặt kĩ thuật mà cả về kết cấu như kết cấu trục chính, có
cấu chưa sao, hệ thống cấp dao v.v…
Từ đó đến nay, hàng loạt máy CNC ra đời với đủ chủng loại và phát triển khong
ngừng. Sự phát triển đó dự vào thành tựu của các ngành máy tính điện tử, điện tử công
nghiệp và điều khiển tự động… Nhất là trong thập niên 90, máy CNC đã đổi mới nhanh
chóng chưa từng có trong lĩnh vực tự động.
Chúng ta có thể tóm tắt lịch sử phát triển cúa máy công cụ CNC như Hình 1.

Hình 1. Quá trình phát triển máy công cụ CNC
1.2. Đặc trưng của máy công cụ CNC
- Tính năng tự động cao
- Tính năng linh hoạt cao
- Tính năng tập trung nguyên công
- Tính năng chính xác, đảm bảo chất lượng cao
- Gia công biên dạng phức tạp
- Tính năng hiệu quả kinh tế và kĩ thuật cao
1.3. Mô hình khái quát của một máy CNC

ĐẶNG XUÂN HẢI - 20131217- KTCĐT02- K58

3


BÁO CÁO THỰC HÀNH CNCNC

Hình 2. Mô hình điều khiển máy CNC
+ Phần điều khiển: Gồm chương trình điều khiển và các cơ cấu điều khiển
+ Phần chấp hành: Gồm máy cắt kim loại và một số cơ cấu phục vụ vấn đề tự động hóa
như các cơ câu tay máy, ổ chứa dao, bôi trơn, bôi trơn, tưới trơn, hút thổi phoi, cấp phôi,
…

ĐẶNG XUÂN HẢI - 20131217- KTCĐT02- K58

4


BÁO CÁO THỰC HÀNH CNCNC

Chương 2. Quy trình đo dao trên máy tiện

Máy tiện CNC là máy công cụ tương đối phổ biến trong mọi xưởng cơ khí. Máy tiện
CNC được dùng để gia công mặt trục hoặc côn, chẳng hạn trục, vòng chặn, bánh xe, lỗ,
ren,…Nguyên công tiện thông dụng nhất là cắt bỏ vật liệu từ phôi trục, sử dụng dao tiện
để cắt mặt ngoài.
Trong báo cáo này, máy tiện Emco Concept Turn 55 là được thử nghiệm để hiểu
được quy trình đo dao trên máy tiện.

Hình 3. Máy tiện CNC Emco Concept Turn 55
Quy trình đo dao trên máy tiện được đưa ra bởi bốn bước:
Bước 1: Đo trên trục X
Bước 2: Đo trên trục Z ( có thể hoán vị với bước 1)
Bước 3: Lấy gốc phôi
Bước 4: Kiểm tra
Tiến hành:
Bước 1: Đo trên trục X

- Gá một phôi bất kì lên đài gá phôi và kẹp chặt
- Gá dao và đưa dao đã chọn đến vị trí làm việc. Lưu ý rằng, khi gá dao mặt chưa
chip cắt hướng xuống phía dưới và khi đó phải chú ý đến chiều quay của trục chính. Đưa

ĐẶNG XUÂN HẢI - 20131217- KTCĐT02- K58

5


BÁO CÁO THỰC HÀNH CNCNC

dao ra xa gọi là đến mặt an toàn hay điểm an toàn. Bởi vì dao có thể đập vào phôi, hay
xảy ra vấn đề này nhất khi trường hợp dao là dao khoét lỗ. Điểm an toàn nên gần nhất có
thể để tiết kiệm thời gian gia công.
- Tiến hành so dao:
 Dao chạm mặt đầu phôi sau đó cắt một lớp mỏng của phôi
 Giữ nguyên vị trí trục X, rút z dương ra ngoài
- Tiến hành đo phôi
 Dùng thước kép để đo đường kính phôi (tùy vào tưng máy có thể là đo bán kính
phôi).
 Sau đó vào pos trên máy xem thông tin của trục X, Z
 Tính vị trí của dao so với trục X
Ví dụ: đo đường kính phôi là 23.1 mm; xem thông tin trên máy X= 31.687 mm
và Z=58.594 mm thì khi đó vị trí của dao trên trục X= 32.687-23.1= 9.587 mm
Bước 2: Đo trên trục Z
- Trước khi tiến hành đo trên trục Z, ta tiến hành tiện phẳng mặt đầu
- Sau đó, kiểm tra độ phẳng của mặt đầu phôi: chuyển đài dao sang vị trí thay dao
khác, sử dụng một tờ giấy (giấy A4).
- Đưa đài dao ra điểm an toàn, sau đó đưa dao đã chọn và đài chứa dao trở lại gần
với phôi, vẫn sử dụng một tờ giấy (giấy A4) để kiểm ta độ song song.

- Tiến hành đo trục X
 Đưa dao về đầu phôi, chọn dao (không gá dao) cho chạm vào đầu phôi và vào
pos trong máy đặt Z=0.
 Lấy dao đã chọn tiến lại gần phôi (chạm nhẹ), vào pos trong máy, ta có thông
số hình học thứ 2 của dao (ví dụ Z=2,312 mm).
 Bản chất của việc này là quan sát xem dao nhô ra bao nhiêu so với mặt phẳng.
Bước 3: Lấy gốc phôi
 Cho trục chính quay, bàn dao di chuyển lại gần phôi
 Con dao đã chọn chạm nhẹ vào mặt phẳng phôi rồi rút dao ra theo chiều X
dương
 Vào pos xem thông tin trên màn hình hiển thị toạ độ ví dụ Z=106.464 mm.
 Tính vị trí của dao so với trục Z rồi nhập vào màn hình WorkShift
Z= 106.464-2.312= 104.152 mm
Bước 4: Kiểm tra

ĐẶNG XUÂN HẢI - 20131217- KTCĐT02- K58

6


BÁO CÁO THỰC HÀNH CNCNC

Đây được coi là bước quan trọng nhất, bởi vì để quá trình gia công thuận lợi, không
gặp phải sai sót hay vấn đề nguy hiểm nào thì mọi công tác bước chuẩn bị phải chuẩn xác.
Một nguyên tắc được đưa ra ở bước kiểm tra gọi là “ba đo và một cắt”.
Khi kiểm tra cần phải có câu lệnh gọi dao, bởi khi không có câu lệnh gọi dao tọa độ
chạy sai hết.
Thông tin của câu lệnh gọi dao bao gồm: gốc phôi là gì?, Đang sử dụng dao nào? G00
cần phải lưu ý gì? Chiều quay của trục chính như thế nào?
Ví dụ một đoạn G-code kiểm tra quá trình đo dao và lấy gốc phôi

G54 T0404
G00 X23.1 Z10

ĐẶNG XUÂN HẢI - 20131217- KTCĐT02- K58

7


BÁO CÁO THỰC HÀNH CNCNC

Chương 3. Quy trình đo dao trên máy phay
Máy phay CNC là một trong những công cụ hỗ trợ quá trình gia công cơ khí khá
đắc lực. Khả năng công nghệ của máy giúp năng lực sản xuất của doanh nghiệp tăng lên
gấp nhiều lần. Máy phay CNC có khả năng thực hiện cắt gọt rất nhiều kiểu chi tiết máy
khác nhau. Các lệnh thông qua ngôn ngữ lập trình được mã hóa để máy hiểu và điều
khiển hoạt động của chúng.
Dao cắt của máy có khả năng di chuyển theo nhiều đường: thẳng, ngang, dọc, biên
dạng tròn và di chuyển lên – xuống được ngay cả trong không gian 3D. Các máy nhiều
trục có biên dạng gia công rất đa dạng, chúng thực hiện được cả những chi tiết máy dạng
undercut.
Chức năng chủ yếu của các máy phay CNC là phay, khoan, taro, doa….với độ tỉ mỉ
và chính xác lên đến 0.01mm. Ngoài ra, các máy phay CNC còn được dùng để đo khoảng
cách với độ chính xác cao.
Trong báo cáo này, máy phay Emco Concept Mill 55 là được thử nghiệm để hiểu
được quy trình đo dao trên máy phay.

Hình 4. Máy phay CNC Emco Concept Mill 55
Trước khi tiến hành đo dao trên máy phay, chúng ta cần lưu ý một chức năng đó là
thông báo reference machine. Chức năng này yêu cầu đưa máy về điểm tham chiếu. Nó
ĐẶNG XUÂN HẢI - 20131217- KTCĐT02- K58

8


BÁO CÁO THỰC HÀNH CNCNC

có tính năng là lưu trữ thông tin dữ liệu khi bị mất điện nên khi có điện trở lại ta có thể dò
lại thông tin câu lệnh của chương trình tại thời điểm mất điện rồi khi đó ta lùi lại 2 câu
lệnh rồi chạy tiếp những câu lệnh còn lại của chương trình. Mọi thông tin về lấy gốc dao,
gốc phôi đều được lưu trữ.
Nhưng không phải máy nào cũng có thông báo này hiện lên, nhưng ta nên đưa máy về
điểm tham chiếu để tránh trường hợp rủi ro cũng như mất nhiều thời gian khi xử lý rủi ro
đó.
Sau khi đưa máy về điểm tham chiếu, ta tiến hành lấy gốc phôi cho máy phay CNC.
- Chuyển máy về chế độ điều khiển bằng tay.
- Cho chạy dao.
- Điều khiển vị trí của từng trục X, Y, Z sao cho dao vừa chạm vào phôi thì đọc giá trị
toạ độ trên màn hình.
+ Lấy chuẩn cho trục X:
 Cho dao chạm vào cạnh thứ nhất của phôi, xem tọa đối tương đối trên màn hình
máy rồi đặt X=0.
 Tiếp tục cho dao chạm vào cạnh thứ hai của phôi (cùng nằm song song với trục
Y) nên nhớ không để dao va vào chi tiết phôi ví dụ như thực hiện nhấc dao lên.
Khi đó ta được chiều dài của phôi theo trục X.
 Thực hiện chia đôi kết quả chiều dài nhận được, sau đó đưa trục X về đến giá trị
chia đôi nhận được.
Ví dụ: Xét X=0, đo X=-60.243 khi đó cần đưa trục X đến vị trí -30.122 mm
+ Lấy chuẩn cho trục Y
Ta tiến hành tương tự như lấy chuẩn cho trục X, nhưng các cạnh thứ nhất và thứ hai
lần này là song song với trục X.

+ Lấy chuẩn cho trục Z
Với trục Z, không cho chạy dao mà dùng 1 tờ giấy để kiểm tra mũi dao đã chạm mặt
phôi chưa, set Z=0, đọc giá trị toạ độ máy hiển thị trên màn hình và nhập vào bảng set gốc
phôi, toạ độ Z.

ĐẶNG XUÂN HẢI - 20131217- KTCĐT02- K58

9


BÁO CÁO THỰC HÀNH CNCNC

ĐẶNG XUÂN HẢI - 20131217- KTCĐT02- K58

1
0